Ригидные роботизированные руки уже имеют множество промышленных применений, но сталкиваются с трудностями при работе в ограниченных или сложных условиях. Бионические континуум-роботы, моделируемые по образцу живых организмов, таких как змеи, хоботы слонов и щупальца осьминогов, нацелены на решение этой проблемы. Континуум-роботы состоят из непрерывных соединений, что обеспечивает им большую гибкость по сравнению с традиционными роботами и позволяет лучше справляться со сложными условиями. В последние годы континуум-роботы были приняты для медицинских и детективных приложений.
Как жесткие robotic-руки, континуум-роботы требуют кинематической модели для точного управления пользователем. Совместная исследовательская группа из Сычуаньского университета и Научно-исследовательского института электрической энергии Государственной электрической компании Нинся предложила универсальный метод для полной кинематической модели односегментных и многоцелевых континуум-роботов на основе проволочно-приводного континуум-робота. Эта модель помогает в сложном процессе обратного отображения рабочего пространства на приводное пространство робота.
Исследователи предложили полную методологию кинематического исследования, применяя алгоритм роя частиц к сегментам постоянной кривизны. На примере робота-воздушного континуума с двойным сегментом, предложенная кинематическая модель может выводить необходимые роботизированные настройки с помощью обратной кинематики после того, как задана позиция в рабочем пространстве, а затем направлять робота-воздушного континуума с двойным сегментом к этой заданной позиции.
Исследователи также разработали и протестировали физический прототип в экспериментальной среде, чтобы подтвердить кинематическую модель континуумного робота вне симуляций. Экспериментальная среда включала в себя прототип континуумного робота с двумя сегментами, электронную систему управления и оптическую систему захвата движения NOKOV.
В эксперименте был использован алгоритм роя частиц для получения необходимых совместных регулировок продолжительного робота в зависимости от любой заданной позиции целевой точки в рабочем пространстве. Эти регулировки затем были сопоставлены с пространством движения робота и выполнены приводным проводом. Всего на роботе было установлено семь отражающих маркеров: три в начале, середине и конце каждого из двух сегментов, а также один финальный маркер в самом конце продолжительного робота. Для сбора и отслеживания позиций сегментов и формы robotic arm использовались восемь камер захвата движения NOKOV.
Чтобы оценить точность движения робота с двойным сегментом, система захвата движения NOKOV собрала данные о позициях отражающих маркеров, размещенных в начале, середине и конце каждого сегмента робота. Соответствующая кривая для каждого сегмента была получена путем построения этих позиций в трехмерном пространстве; затем два сегмента были объединены, чтобы получить кривизну всего робота. Поскольку система захвата движения NOKOV может достигать субмиллиметровой точности, исследователи смогли точно сравнить фактическую форму робота-манипулятора с кинематической моделью. Из этого анализа можно сделать вывод, что предложенная полная кинематическая модель для роботов-манипуляторов является как быстрой, так и точной.
Библиография:
Room820, China Minmetals Tower, район Чаоян, Пекин
info@nokov.cn
+ 86-10-64922321
